HashMap 面试全攻略

HashMap 面试全攻略（Java）

面试问 HashMap，本质就是在问：你到底懂不懂数据结构 + 并发 + JDK 演进 。

这份文档就是冲着"高级 / 资深 Java 面试"来的。

1. HashMap 是什么？

基于 数组 + 链表 + 红黑树 的 Key-Value 数据结构
非线程安全
允许 null key 和 null value
JDK 1.8 之后：链表长度 ≥ 8 且数组长度 ≥ 64 → 链表转红黑树

2. HashMap 的核心数据结构

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Node<K,V>[] table

JDK 1.7

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数组 + 链表（头插法）

JDK 1.8

复制代码

数组 + 链表 + 红黑树（尾插法）

3. put() 底层流程（高频）

判断 table 是否为空 → resize
计算 hash
(n - 1) & hash 定位桶位
桶为空 → 直接插入
桶不为空：
- key 相同 → 覆盖
- 链表 → 尾插
- 判断是否树化
判断是否需要扩容

👉 面试金句 ：

HashMap 的性能核心在于 hash 的均匀性 + 扩容成本控制

4. hash 为什么要高 16 位异或？

java 复制代码

hash = h ^ (h >>> 16)

原因

HashMap 的数组长度较小
直接取低位容易冲突
高低位混合，减少 hash 冲突

5. resize 扩容机制（必问）

默认容量：16
扩容因子：0.75
扩容后容量：2 倍

JDK 1.8 的优化点

不再重新 hash
利用 (hash & oldCap) 判断新位置

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0 → 原位置
1 → 原位置 + oldCap

👉 扩容时间复杂度：O(n)

6. 为什么负载因子是 0.75？

权衡三点：

空间利用率
冲突概率
resize 成本

0.75 是 经验最优解，不是拍脑袋

7. 链表转红黑树的条件

同时满足：

链表长度 ≥ 8
table.length ≥ 64

否则：优先扩容而不是树化

👉 这是为了避免小数组下树化带来的额外性能损耗

8. 为什么 JDK 1.7 用头插法，1.8 改成尾插？

JDK 1.7 问题

扩容时可能 链表成环
多线程 put → 死循环 100% CPU

JDK 1.8 改进

尾插法
扩容时顺序不变
解决死循环问题（但依然不线程安全）

9. HashMap 为什么线程不安全？

典型问题

数据覆盖
resize 并发导致数据丢失
size 不准
JDK 1.7 死循环

👉 面试官想听的是：结构性原因，不是"没加锁"

10. HashMap vs ConcurrentHashMap

对比点	HashMap	ConcurrentHashMap
线程安全	❌	✅
锁粒度	无	CAS + synchronized
性能	高	略低
null key	支持	不支持

11. equals & hashCode 的关系（送分题）

规则：

equals 相等 → hashCode 必须相等
hashCode 相等 → equals 不一定相等

👉 写自定义 key 必须 重写 hashCode + equals

12. 常见面试连环追问

Q1：HashMap 查找复杂度？

理想：O(1)
最坏（链表）：O(n)
红黑树：O(log n)

Q2：为什么容量必须是 2 的幂？

(n - 1) & hash 等价于 % n
位运算更快
分布更均匀

Q3：Hash 冲突怎么解决？

拉链法
树化

13. 高频面试总结（直接背）

HashMap 本质是 空间换时间
JDK 1.8 的核心升级是：
- 红黑树
- 尾插法
- 高效 resize
面试重点永远在：
- put / get
- resize
- 并发问题

14. 一句话总结（终极）

HashMap 的精髓不是 API，而是 在冲突、扩容、并发之间做工程权衡。